JP2010510986A - TSLP vaccine for treatment of TH2-mediated inflammatory symptoms - Google Patents
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Abstract
本発明はTH2媒介炎症症状の治療組成物に関する。本組成物は、非霊長類TSLPあるいはそのフラグメントから成るワクチンであり、過剰なTH2によって媒介される炎症症状を発症したヒトの治療のためのワクチンとして用いられる。ヒト以外の哺乳動物におけるTH2媒介炎症症状の治療のためには、ワクチン注射の対象となる動物種のTSLPが抗原として用いられる。The present invention relates to therapeutic compositions for TH2-mediated inflammatory conditions. This composition is a vaccine consisting of non-primate TSLP or a fragment thereof and is used as a vaccine for the treatment of humans who have developed inflammatory symptoms mediated by excess TH2. For the treatment of TH2-mediated inflammatory conditions in mammals other than humans, TSLP of the animal species to be vaccinated is used as an antigen.
Description
本発明は、サイトカインTSLP(胸腺ストローマリンフォポイエチン)をターゲットとすることによる、TH2媒介炎症症状の緩和方法、あるいは該炎症の誘発抑制方法に関する。本発明は、概して哺乳動物に用いられるワクチンに関するものであるが、本発明の好ましい実施態様は、ヒト、犬、猫、または馬に用いられるワクチンに関する。以下において、ヒト、猫、馬、あるいは犬用ワクチンに言及しながら本発明について概括的に説明する。 The present invention relates to a method for reducing TH2-mediated inflammatory symptoms or a method for suppressing the induction of inflammation by targeting the cytokine TSLP (thymic stromal lymphopoietin). While the present invention relates generally to vaccines for use in mammals, preferred embodiments of the invention relate to vaccines for use in humans, dogs, cats, or horses. In the following, the invention will be described generally with reference to vaccines for humans, cats, horses or dogs.
過去数10年間において、免疫系機能不全によって生ずる数種疾患が現代医療における主要な課題となっている。このような疾患の一つとしてアレルギー疾患がある。ヒトにおけるアレルギーは過去20〜30年間においては殆ど流行病的であり、中でも著しい疾患はアトピーあるいは免疫グロブリン(IgE)媒介アレルギーである。アレルギーは、犬、猫、馬などの多くの飼育動物にとっても同様に重大な疾患である。しかしながら、これら飼育動物に関し、IgEの関与に関する報告はあまり為されていない。ヒトの場合における一般的なアトピー性アレルギーとしては、毛皮アレルギー、枯草熱、ホコリダニアレルギー、昆虫毒アレルギー、外因性喘息、及び多種に亘る食品アレルギーがある。さらに、飼育動物の多くは同種のアレルゲンを原因としてアレルギーを起こしている。全人類人口のほぼ30%がアレルギーを患っていると推定されている。 In the past decades, several diseases caused by immune system dysfunction have become a major challenge in modern medicine. One such disease is allergic disease. Allergies in humans are almost epidemic in the last 20-30 years, with the most notable diseases being atopy or immunoglobulin (IgE) mediated allergies. Allergies are equally a serious disease for many domestic animals such as dogs, cats and horses. However, few reports have been made on the involvement of IgE in relation to these domestic animals. Common atopic allergies in the case of humans include fur allergy, hay fever, dust mite allergy, insect venom allergy, exogenous asthma, and a wide variety of food allergies. In addition, many domestic animals are allergic to the same type of allergen. It is estimated that nearly 30% of the total human population suffers from allergies.
アレルギー疾患は免疫系の機能不全によって発症される。種々病原体に対する正常な免疫反応を調節する数種のサイトカインは、アレルギー疾患の過程においても直接関与していると考えられる。サイトカイン、あるいはヒトの免疫系の調節に重要な働きをもつ成長及び分化因子は、疾患介入の潜在的ターゲットとされるものである。 Allergic diseases are caused by immune system dysfunction. Several cytokines that regulate normal immune responses against various pathogens are thought to be directly involved in the process of allergic diseases. Cytokines or growth and differentiation factors that play an important role in the regulation of the human immune system are potential targets for disease intervention.
動物薬分野における特に困難な問題の一つとして犬の重篤なアトピー性皮膚炎がある。獣医を訪ねる飼い主のほぼ50%は主としてこのようなアトピー性皮膚炎を原因とする皮膚病を抱えた者である。他方ヒトの場合、医療的に特に困難とされる病状は重篤な喘息である。極めて重篤なケースにおいては、既存のいかなる治療法によっても十分な臨床効果は得られない。犬の場合、重篤なアトピー性皮膚炎に罹患した状況においては、多くの犬は殺されざるを得ない。ここに一つのまだ対処されていない医学的な大きなニーズがある。 One particularly difficult problem in the animal medicine field is severe atopic dermatitis in dogs. Almost 50% of the owners who visit veterinarians are those who have skin diseases mainly due to such atopic dermatitis. On the other hand, in humans, the serious medical condition is severe asthma. In extremely severe cases, any existing treatment does not provide a sufficient clinical effect. In the case of dogs, many dogs must be killed in a situation with severe atopic dermatitis. Here is one major medical need that has not yet been addressed.
本発明者らは、数年間に亘って、ヒト及び飼育動物におけるIgE媒介アレルギーに対して可能な治療方法、及びIgEに対するワクチン接種(注射)について研究してきた(文献1〜5参照)。しかしながら、犬のようにIgEレベルが例外的に高い場合には、この治療方法には明らかな限界があった(文献6参照)。このような限界は主として高濃度の循環性IgEによって引き起こされる強い耐薬性作用によるものである。さらに、大量のターゲット分子が除去されなければならない場合には、良好な臨床効果を得ることは困難である。それゆえ、犬の場合においては、IgEに対するワクチン接種によって我々の目標を達成することはほぼ不可能であることが分かった(文献6)。そこで新たな革新的方法の開発が必要とされる。本発明では、上記問題に対する一つの可能な解決策、すなわちヒトの免疫性を調節する重要なサイトカインの一種である胸腺ストローマリンフォポイエチン(TSLP)に対するワクチン接種(注射)を提供する。 For several years, the inventors have studied possible treatment methods for IgE-mediated allergy in humans and domestic animals, and vaccination (injection) against IgE (see references 1-5). However, when IgE levels are exceptionally high, such as in dogs, this treatment method has obvious limitations (see reference 6). Such limitations are mainly due to the strong chemical resistance caused by high concentrations of circulating IgE. Furthermore, it is difficult to obtain a good clinical effect when a large amount of target molecules must be removed. Therefore, in the case of dogs, it has been found that it is almost impossible to achieve our goal by vaccination against IgE (ref. 6). Therefore, the development of new innovative methods is required. The present invention provides one possible solution to the above problem, namely vaccination (injection) against thymic stromal lymphopoietin (TSLP), one of the key cytokines that regulate human immunity.
TSLP(胸腺ストローマリンフォポイエチン)はアレルギー炎症のマスタースイッチとなることが説明されている(文献7)。TSLPは、ヒトにおいて、主として上皮細胞及びマスト細胞によって生成されるIL−7様サイトカインである。このサイトカインはmDCを刺激し、投薬処理を受けたことのないCD4+細胞のTH2型エフェクター細胞への分化を促進する[文献7参照]。これらTH2細胞によってアレルギー助長サイトカインIL−4、IL−5、IL−13及びTNF−αが生成されるが、IL−10及びIFN−γは生成されない(文献8)。最近では、TSLPによって活性化されたDCがTH2感作だけでなく、アレルギー疾患におけるTH2中枢記憶細胞の維持及び分極化にも重要な役割を果たしていることが見出されている(文献9)。アトピー性皮膚炎の病変部分中の角化細胞によって高レベルのTSLPが発現されること、及びこの角化細胞がアトピー性皮膚炎進行中における主要サイトカインであることが示されている(文献8)。皮膚中に過剰のTSLPを発現するように遺伝子操作されたマウスもアトピー性皮膚炎を発症し、このマウスでは循環型TH2細胞の劇的な増加と血清IgEの上昇が起こる(文献10)。しかしながら、TSLPは末梢組織だけではなく、ヒト胸腺中のハッサル小体によっても発現される。この場合において、TSLPは胸腺DCの命令に関与して高親和性自己反応型T細胞をCD4+CD25+FoxP3+調節T細胞へと変換させる。そのレセプターに関し、異種二量体TSLPレセプターは骨髄樹状細胞(mDC)のみによって排他的に発現されるようである。 TSLP (thymic stromal lymphopoietin) has been described as a master switch for allergic inflammation (Reference 7). TSLP is an IL-7-like cytokine produced mainly by epithelial cells and mast cells in humans. This cytokine stimulates mDC and promotes the differentiation of CD4 + cells that have not undergone drug treatment into TH2-type effector cells [see Reference 7]. These TH2 cells produce allergy promoting cytokines IL-4, IL-5, IL-13 and TNF-α, but not IL-10 and IFN-γ (Reference 8). Recently, DCs activated by TSLP have been found to play an important role not only in TH2 sensitization but also in the maintenance and polarization of TH2 central memory cells in allergic diseases (Reference 9). It has been shown that high levels of TSLP are expressed by keratinocytes in the lesioned part of atopic dermatitis, and that these keratinocytes are the main cytokine during the progression of atopic dermatitis (Reference 8). . Mice genetically engineered to express excess TSLP in the skin also develop atopic dermatitis, which causes a dramatic increase in circulating TH2 cells and an increase in serum IgE (Reference 10). However, TSLP is expressed not only by peripheral tissues but also by Hassall bodies in the human thymus. In this case, TSLP is involved in thymic DC commands and transforms high affinity autoreactive T cells into CD4 + CD25 + FoxP3 + regulatory T cells. With respect to that receptor, the heterodimeric TSLP receptor appears to be expressed exclusively by bone marrow dendritic cells (mDC).
TSLPはTH2媒介炎症症状の主要調節因子の一つであるとみられ、そのため治療介入にとって極めて重要なターゲットとなる可能性がある(文献11)。以下に、TSLPをターゲットとすることにより過剰なTH2媒介炎症症状を緩和することを目的としたワクチン接種方法(注射)について説明する。このワクチン接種方法は、ヒトにおける重篤な喘息の治療と、犬のアトピー性皮膚炎の治療において新たな重要ステップとなり得るものである。
これまでに、ヒトTSLPの活性をブロックするモノクローナル抗体及び水溶性レセプターの利用について記載した特許出願が為されている。これらTSLPをターゲットとする治療方法は、患者の余命の全期間に亘って2〜4週間ごとに高度に精製された組換え型タンパク質を注射することに依存するものである。本願記載のワクチンの場合、組換え型タンパク質の注射に対する依存度が従来技術よりもかなり少なっている点、おそらくモノクローナルあるいは水溶性レセプターを用いた治療に必要とされる量に比べて10,000倍程度まで少なくなっている点において大幅に改善されている。このワクチンは殆どの場合1年間に1〜4回投与を受けるだけで良いが、それに対して上述したモノクローナルあるいは水溶性レセプターの場合はもっと頻繁に投与を受ける必要がある。ヒト以外の霊長類のシーケンスを用いることによりヒトにおいて生ずるワクチン免疫力が増大する可能性もある。ワクチン以外の治療方法を行う場合には、注射された組換え型タンパク質の効果を大きく減ずるタンパク質に対する免疫反応が引き出されないように、変化の加えられていないTSLP(ヒトタンパク質)が用いられるべきである。
TSLP appears to be one of the key regulators of TH2-mediated inflammatory symptoms and may therefore be a very important target for therapeutic intervention (Ref. 11). The following describes a vaccination method (injection) aimed at alleviating excessive TH2-mediated inflammatory symptoms by targeting TSLP. This method of vaccination can be a new and important step in the treatment of severe asthma in humans and in the treatment of atopic dermatitis in dogs.
To date, patent applications have been filed describing the use of monoclonal antibodies and water soluble receptors that block the activity of human TSLP. These methods of targeting TSLP rely on injecting highly purified recombinant proteins every 2-4 weeks over the life of the patient. In the case of the vaccine described here, the dependence on recombinant protein injection is considerably less than in the prior art, perhaps 10,000 compared to the amount required for treatment with monoclonal or water-soluble receptors. It is greatly improved in that it is reduced to about twice. In most cases, this vaccine only needs to be administered 1 to 4 times a year, whereas in the case of the monoclonal or water-soluble receptors mentioned above, it needs to be administered more frequently. The use of non-human primate sequences may increase the vaccine immunity that occurs in humans. If a therapeutic method other than a vaccine is used, an unaltered TSLP (human protein) should be used so that an immune response against the protein that significantly reduces the effectiveness of the injected recombinant protein is not elicited. is there.
本発明は過剰なTH2型免疫によって生ずる種々の炎症症状を治療するための簡便かつコスト効率的方法を提供することを目的とする。TSLP(またはTSLPの一部)及び外来担体タンパク質から成る融合タンパク質を含んで成るワクチンを用いる治療により、遊離TSLPレベルが低下し、それによってサイトカインの過剰放出によって引き起こされる症状が緩和される。 The present invention aims to provide a simple and cost-effective method for treating various inflammatory conditions caused by excessive TH2-type immunity. Treatment with a vaccine comprising a fusion protein consisting of TSLP (or a portion of TSLP) and a foreign carrier protein reduces free TSLP levels, thereby alleviating symptoms caused by excessive release of cytokines.
上記目的は、本発明に従って提供される、(ヒトに用いられる場合には)ヒト以外の霊長類から得られるTSLPの全アミノ酸シーケンス、あるいは前記アミノ酸シーケンスの5を越えるのアミノ酸から成るセグメントをその元の形態あるいは多重結合された形態中にもつタンパク質が含まれるワクチンによって達成される。飼育動物に対して処理する場合には、上記ワクチンに代え、ワクチン化対象動物種から得られるTSLPシーケンスが用いられる。前記タンパク質は、任意であるがアジュバントを含有させることにより、1または2以上の異種担体タンパク質へ任意に結合させることが可能である。ワクチン抗原中に用いられるTSLP分子は、そのレセプターへの結合をブロックするため、1または数か所に突然変異を起こすことによって変更可能である。これにより、ホスト中へ注射された時にはタンパク質にTSLP活性はないが、生来のTSLPと反応する抗体を誘導するタンパク質の能力は猶維持される。 The above object is based on the entire TSLP amino acid sequence obtained from a non-human primate (when used in humans) provided by the present invention, or a segment consisting of more than 5 amino acids of said amino acid sequence. Or a vaccine that includes proteins in multiple conjugated forms. When processing a domestic animal, a TSLP sequence obtained from the animal species to be vaccinated is used instead of the vaccine. The protein can optionally be bound to one or more heterologous carrier proteins by including an adjuvant. TSLP molecules used in vaccine antigens can be altered by mutagenesis in one or several places to block their binding to the receptor. This maintains the protein's ability to induce antibodies that react with native TSLP, although the protein has no TSLP activity when injected into the host.
能動免疫、つまりワクチン接種(注射)を行うことによりホスト中に抗TSLP抗体が生成される。修飾TSLP分子をホスト体内へ摂種(注射)することにより、ホスト免疫系によってそれ自身のTSLPに対するポリクローナル抗体反応が引き起こされ、それによって潜在的に過剰なTSLP生成の影響に対する下方調節が行われる。ホストの免疫系が、修飾された自己タンパク質が非自己タンパク質であると認識するように抗体を変化させることが最も重要である。それを達成するためには、非自己アミノ酸部分をTSLPへ、あるいは処理対象となる動物種から得られたTSLPの特定部分へ共有結合させることが必要である。これにより、前記非自己部分内にあるペプチドによって潜在的に自己反応性であるB細胞の働きを助ける非耐性型T細胞が誘引あるいは活性化される。
自己タンパク質を修飾するためには少なくとも4つの方法がある。一つは、非自己タンパク質と、原核あるいは真核発現系中にある自己TSLPの全フラグメントまたは5を越えるのアミノ酸から成るフラグメントとの間に融合タンパク質を生成することである。次いで、まず図1の犬及びヒトTSLPによって例示されるTSLPの開放読み取り枠が、細菌、カビあるいは真核融合タンパク質ベクター中へクローンとして発生される。次いで所望される融合タンパク質を生成するため、この融合タンパク質構造体は哺乳動物あるいは原核ホスト中へトランスフェクションされる。この場合、融合対象物は、10個のアミノ酸ないし数百kDの大きさから成る何らかの非自己タンパク質であることができる。しかしながら、自己タンパク質とほぼ同じ大きさをもつ融合対象物を用いることが一般的に好ましい。
Active immunization, ie vaccination (injection), generates anti-TSLP antibodies in the host. By inoculating (injecting) the modified TSLP molecule into the host, the host immune system causes a polyclonal antibody response against its own TSLP, thereby down-regulating the effects of potentially excessive TSLP production. It is most important to alter the antibody so that the host immune system recognizes the modified self protein as a non-self protein. To achieve this, it is necessary to covalently link the non-self amino acid moiety to TSLP or to a specific part of TSLP obtained from the animal species to be treated. This attracts or activates non-tolerant T cells that help the function of potentially self-reactive B cells by the peptides in the non-self part.
There are at least four ways to modify self-proteins. One is to generate a fusion protein between a non-self protein and a whole fragment of self-TSLP or a fragment of more than 5 amino acids in a prokaryotic or eukaryotic expression system. Then, an open reading frame of TSLP, exemplified by the dog and human TSLP of FIG. 1, is first cloned into a bacterial, mold or eukaryotic fusion protein vector. This fusion protein construct is then transfected into a mammalian or prokaryotic host to produce the desired fusion protein. In this case, the fusion object can be any non-self protein consisting of 10 amino acids or several hundred kD in size. However, it is generally preferred to use a fusion object having approximately the same size as the self protein.
あるいは上記に代わる2つ目の方法として、外来ペプチドの両側上へ自己TSLPシーケンスをもつ融合タンパク質を生ずるようにTSLP構造中へ免疫優性ペプチドを挿入することも可能である。 Alternatively, as a second alternative, the immunodominant peptide can be inserted into the TSLP structure to produce a fusion protein with a self TSLP sequence on both sides of the foreign peptide.
3つ目の方法として、哺乳動物ホスト、あるいは原核ホストまたはホスト細胞株中において非修飾TSLpを生成し、次いで化学結合によって担体タンパク質へ共有結合させることも可能である。 As a third method, unmodified TSLp can be produced in a mammalian host, or prokaryotic host or host cell line, and then covalently bound to a carrier protein by chemical linkage.
4つ目の方法として、若干好ましさには欠けるが、TSLPシーケンスの特定部分を合成ペプチドとして生成し、次いでこれらのペプチドを化学結合によって外来担体分子へ結合させる方法がある。この4つ目の方法によれば、通常、患者への注射後に、生来の適切に折り畳まれたタンパク質に対して低い結合活性を示し、従って臨床効果も低い抗体反応が引き起こされる。 The fourth method, which is slightly less preferred, is a method in which specific portions of the TSLP sequence are generated as synthetic peptides, and these peptides are then bound to foreign carrier molecules by chemical bonds. This fourth method usually results in an antibody response that, after injection into a patient, exhibits a low binding activity to the native, properly folded protein and thus has a low clinical effect.
製造後、次いでワクチン抗原は精製され、発熱物質含量及び起こり得る他混入物質含量の検査が行われる。自己エピトープに対する十分に強い免疫反応を得るため、任意であるが、次いでワクチン抗原は患者へ注射される前にアジュバントと混合される。患者への投与後、ワクチンによってワクチン抗原に対する免疫反応が誘導される。ワクチン抗原中に自己エピトープが存在するため、このタンパク質によってターゲット分子、この場合ではTSLPに対する抗体反応も誘導され、それによって患者体内に存在するこのタンパク質レベルが減じられる。 After manufacture, the vaccine antigen is then purified and examined for pyrogen content and possible other contaminant content. Optionally, to obtain a sufficiently strong immune response against the self epitope, the vaccine antigen is then mixed with an adjuvant before being injected into the patient. After administration to a patient, the vaccine induces an immune response against the vaccine antigen. Due to the presence of self epitopes in the vaccine antigen, this protein also induces an antibody response to the target molecule, in this case TSLP, thereby reducing the level of this protein present in the patient.
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